DES算法的编程实现

简介：
《DES算法的编程实现》一文详细介绍了数据加密标准（DES）的工作原理，并通过具体代码示例展示了如何在计算机程序中实现这一经典密码学算法。 根据课程课本内容及要求编写代码来完成DES（数据加密标准）实验的具体步骤如下： 1. **生成子密钥**：从给定的64位密钥中去除8位奇偶校验，得到56位的新密钥，并将其分为两部分进行循环左移操作。每一轮根据特定规则产生一个48位的子密钥。 2. **初始化置换IP**：对输入的明文执行初始置换IP，将64位数据重新排列为左右各32位的部分L0和R0。 3. **加密函数f**：该函数处理32位的数据块通过扩展、异或操作与子密钥进行交互，并经过S盒替换及P表置换，最终输出新的32位结果。 4. **更新轮次的L和R**：在每一轮中使用上一步骤产生的新数据来更新左右两部分值（即L和R）以供下一次迭代使用。 5. **逆初始置换IP-1**：对最后一轮加密后的输出执行逆初始化置换，得到最终64位密文。 实验的目标是通过代码实现DES算法的完整流程，并理解其工作原理。在Microsoft Visual C++ 6.0环境下进行编程实践有助于掌握CC++语言及其应用来处理复杂的密码学问题。 ### 实验步骤详解 #### 根据给出的密钥生成16个48位子密钥Ki 此过程涉及从原始56位密钥通过循环左移和置换选择2表操作，得到每一轮所需的48位子密钥。具体包括： - 使用PC1表去除奇偶校验位。 - 对剩余的56位数据进行轮次特定数量的循环左移。 - 应用PC2表从移动后的结果中提取出48位作为当前轮数所需的关键部分。 #### 对明文执行初始化置换IP 该步骤利用预定义的初始置换表，将输入的64位明文重排为左右两半各32位的部分（L0和R0）以供后续加密处理使用。 #### 加密函数f(32位输入->E->⨁->S->P->32位输出) 此核心步骤中： - 将给定的32位数据扩展到48位。 - 与当前轮次子密钥进行异或操作。 - 使用S盒执行非线性转换，将结果压缩回32位大小。 #### 更新L和R 在每一轮加密过程中，通过特定算法更新左右两部分值（即上一步骤的输出）以供下一次迭代使用。 #### 对最终数据进行逆初始置换IP-1 最后对整个过程产生的64位密文执行逆初始化置换操作，得到正确的最终结果。 ### 代码实现 实验中需要编写以下关键函数： - **生成子密钥**：根据给定的56位主密钥和轮次信息产生相应的48位子密钥。 - **初始置换IP及逆置换IP-1**：分别用于明文处理开始时与加密过程结束后的数据重排操作。 - **加密函数f及相关S盒、扩展E表等辅助功能的实现**。 此外，还需设计主程序逻辑以整合上述各部分代码，并完成对输入数据的完整DES加解密流程测试验证。通过本实验不仅可以加深理解DES算法机制，还能提高在实际应用中解决相关问题的能力和经验积累。